< ОРКК: совещание с руководителями предприятий

Измерено наклонение орбиты и истинная масса нетранзитной планеты HD 179949 b

Измерив доплеровский сдвиг линий угарного газа, образующихся в атмосфере горячего юпитера HD 179949 b, астрономы из Лейденского университета определили его орбитальную скорость, истинную массу и наклонение орбиты.

---

Владислава Ананьева

Спектроскопия высокого разрешения – мощный метод изучения атмосфер как транзитных, так и не транзитных экзопланет. Получив спектр звезды во время транзита планеты по ее диску и вычтя из него спектр звезды во время вторичного минимума (когда планета проходит за звездой), можно выделить спектральные линии, образованные в результате просвечивания атмосферы планеты звездными лучами. Аналогично, сравнивая спектр системы «звезда + планета» во время вторичного минимума и незадолго до него (или сразу после), можно получить спектр дневного полушария планеты. Подобные наблюдения были многократно проведены для ряда транзитных горячих юпитеров и позволили обнаружить в их атмосферах различные молекулы (натрий, угарный газ, водяной пар и пр.)

Однако спектроскопию высокого разрешения можно применить и к не транзитным планетам. Спектральные линии, образованные в атмосфере такой планеты, будут испытывать сильное красное или синее смещение в результате орбитального движения планеты вокруг родительской звезды. Наблюдая эти линии и фиксируя доплеровский сдвиг, можно определить орбитальную скорость экзопланеты. В совокупности с измерением лучевой скорости звезды это позволяет определить истинную массу не транзитной планеты (для которой RV-метод давал только величину m sin i). 

Именно это и проделали астрономы из Лейденского университета под руководством M. Brogi с не транзитным горячим юпитером HD 179949 b. 

Планета HD 179949 b известна с 2000 года. Это типичный горячий гигант с минимальной массой 0.90 ± 0.03 масс Юпитера, вращающейся вокруг своей звезды на расстоянии 0.045 а.е. и делающий один оборот за 3.09 земных суток. 

В течение трех ночей 17, 19 июля и 22 августа 2011 года звезду HD 179949 наблюдали на Очень большом телескопе (VLT) с помощью инфракрасного эшелле-спектрографа CRIRES. Наблюдения велись в ближнем ИК-диапазоне на волнах около 2.3 мкм, где расположена вращательная полоса 2-0 угарного газа. Спектральное разрешение CRIRES достигало 100 000. Заметный сдвиг линий CO в спектре планеты, вызванный ее орбитальным движением, позволил выделить эти линии на фоне гораздо более мощных линий угарного газа, образующихся в земной атмосфере.

Как оказалось, амплитуда лучевой скорости планеты составила 142.8 ± 3.4 км/сек. С учетом амплитуды колебаний лучевой скорости звезды, вызванных гравитационным влиянием планеты (112.6 ± 1.8 м/сек), это позволило определить отношение масс звезды и планеты (1268 ± 36), истинную массу планеты – 0.98 ± 0.04 масс Юпитера, и наклонение ее орбиты к лучу зрения – 67.7 ± 4.3°.

Кроме линий угарного газа, в атмосфере планеты HD 179949 были обнаружены слабые линии водяного пара, но не было найдено никаких следов метана. 

Источник: http://arxiv.org/pdf/1404.3769.pdf

---